Сколько галактик во вселенной известно современному человеку?

Самая большая звезда во Вселенной

Звезда, покрытая газопылевым облаком

Гипергигант UY в созвездии Щита, который расположен в 9500 с. годах от Земли – это самая крупная из звезд, известных человечеству сегодня. При радиусе в 1708 солнечных это небесное тело способно производить энергии в 120 000 раз больше, чем Солнце. Однако на самом деле этот объект не слишком приметен на небосводе. Ученые указывают на то, что звезда окружена газопылевым облаком, которое рассеивает ее свет. Возможно, вокруг нее идет процесс образования планет – несколько миллиардов лет назад облаком из газа и пыли было окружено и наше Солнце, происходил процесс формирования Солнечной системы.

Таким образом, существуют звезды, в сотни раз превосходящие по размерам Солнце, по сравнению с которыми привычная человечеству звезда выглядит крошечной. Однако оно и к лучшему – соседство с крупными звездами обеспечивает огромные потоки радиации, которые не дали бы шансов земной жизни, уничтожив ее еще на момент формирования. Также соседство с крупными звездами – это риск полного уничтожения жизни на момент взрыва, который происходит во время окончания небесным телом своего существования. Наша планета расположена наиболее безопасно – в удалении от крупных небесных тел.

Шаги на пути изучения Вселенной

Современная карта Вселенной позволяет нам не только определить свое местоположение в космосе. Сегодня, благодаря наличию мощных радиотелескопов и техническим возможностям телескопа Хаббл, человек сумел не только приблизительно подсчитать количество галактик во Вселенной, но и определить их типы и разновидности. Еще в 1845 году британский астроном Уильям Парсонс, с помощью телескопа исследуя облака газа, сумел выявить спиралевидную природу строения галактических объектов, акцентируя внимания на том, что в разных областях яркость звездных скоплений может быть большей или меньшей.

https://youtube.com/watch?v=W1kBy3imdgo

Сто лет назад Млечный Путь считался единственной известной галактикой, хотя математически было доказано наличие других межгалактических объектов. Свое название наш космический двор получил еще в глубокой древности. Древние астрономы глядя на мириады звезд на ночном небе, заметили характерную особенность их расположения. Основное скопление звезд было сосредоточено вдоль мнимой линии, напоминающей дорожку из разбрызганного молока. Галактика Млечный Путь, небесные светила другой хорошо знакомой галактики Андромеда являются самыми первыми вселенскими объектами, с которых началось изучение космического пространства.

Звездные соседи

Вместе с тем, Млечный Путь, как и Андромеда с Треугольником, являются только малой частью Вселенной, входящей в местную группу сверхскопления под названием Дева. Наша галактика имеет форму спирали, где основная масса звездных скоплений, облака газа и другие космические объекты двигаются вокруг центра. Диаметр внешней спирали составляет 100 тыс. световых лет. Млечный Путь — по космическим меркам не большая галактика, масса которой составляет 4,8х1011 Mʘ. В одном из рукавов Ориона Лебедя находится и наше Солнце. Расстояние от нашей звезды до центра Млечного Пути составляет 26 000 ± 1 400 св. лет.

Место расположения Солнца в Галактике

Долгое время считалось, что одна из самых популярных среди астрономов туманность Андромеды является частью нашей галактики. Последующие исследования этой части космоса дали неопровержимые доказательства того, что Андромеда является самостоятельной галактикой, причем значительно крупнее, чем Млечный Путь. Полученные с помощью телескопов снимки показали, что Андромеда имеет собственное ядро. Здесь также присутствуют скопления звезд и имеются свои туманности, двигающиеся по спирали. Каждый раз астрономы пытались все глубже и глубже заглянуть внутрь Вселенной, исследуя обширные области космического пространства. Количество звезд в этом вселенском гиганте оценивается в 1 триллион.

Стараниями Эдвина Хаббла удалось установить примерное расстояние до Андромеды, которая никак не могла быть частью нашей галактики. Эта была первая галактика, которая подверглась такому пристальному изучению. Последующие годы дали новые открытия в области исследования межгалактического пространства. Более тщательно изучалась та часть галактики Млечный Путь, в которой находится наша Солнечная система. С середины XX века стало ясно, что помимо нашего Млечного Пути и хорошо известной Андромеды, в космосе имеется огромное количество других образований вселенского масштаба. Однако для порядка требовалось упорядочить космическое пространство. Если звезды, планеты и другие космические объекты поддавались классификации, то с галактиками дело обстояло сложнее. Сказывались огромные размеры исследуемых областей космического пространства, которые не только было трудно изучить визуально, но и оценить на уровне человеческой природы.

Туманность Андромеды

Планета, похожая на ад

Пока на одной ее стороне бушует жара, на другой можно замерзнуть заживо

Похоже, именно планетой Gliese 581 вдохновлялся Данте, когда писал свою «Божественную комедию». Она обращается вокруг красного карлика, во много раз меньшего нашего Солнца, светимость которого составляет лишь 1,3% от нашего светила. Одна из ее особенностей в том, что одна сторона планеты всегда обращена к звезде, а другая смотрит в космос. Как наша Луна.

И это делает ее невероятно интересной. Если вы выйдете на стороне планеты, обращенной к Солнцу, то испаритесь меньше, чем за секунду. На другой стороне — замерзнете за это же время. В «зоне сумерек» между двумя крайностями теоретически можно жить, но эта жизнь будет похожа на ад. Что-то подобное было в фильме «Хроники Риддика», когда планета с говорящим названием Крематория обращалась к звезде, и в это время на ее поверхности испепелялось все живое. Смотрели этот фильм? Расскажите в нашем Telegram-чате.

Здесь Вин Дизель смог выбраться, а сможет ли на той планете?

Штабель рефов[править]

1. А если ещё точнее, то Вселенная (по подсчетам всепропальщиков) загнётся раньше, чем вы просто доберётесь до края галактики на досветовой скорости. А развить хоть сколько-нибудь релятивистскую скорость помешает следующий реф
2. В таком количестве водород встречается только в одном месте — в облаке всякой фигни, окружающей Солнечную систему и парочку прилегающих. В остальных местах, кроме совершенно кошмарных местечек вроде скоплений звезд второго поколения, окрестностей красных гигантов, сверхновых и нейтронных звезд (где кроме материи есть ещё и зверское количество разнообразных лучей смерти), концентрация водорода раз в десять меньше. Но в любом случае, как следует разогнаться в этом облаке не выйдет — уже при 0,1 скорости света начнет неслабо припекать, так как хотя атомов в межзвездном пространстве мало — зато температура у них некислая, а грамм подобного вещества в секунду, попадающий в космический корабль — это… ну примерно как ведро кислоты. Есть так же ещё один момент, который требуется учесть: dV для пересечения галактики считается от её центра, по его законам, а учитывая, что в центре галактики находится куча чёрных дыр и сверхтяжелых звезд, время там течет немного иначе — и как следствие, гиперболическую скорость потребуется пересчитать с учетом поправки — мы же помним, что скорость — это расстояние, деленное на время? Ну так вот, то, что в режиме карты имеет вид прямой, в реальных условиях имеет вид зверского вида кривой, отягощенной расчетом скорости по дифференциальному уравнению, принимающему адскую круговерть гравитационной задачи n-тел плюс заморочки с локальным временем. Но вообще, вне зависимости от того, как себя поведёт космический корабль, решивший пересечь галактику от края до края, во-первых его экипаж не доживет до конца путешествия, а во-вторых сам корабль имеет все шансы превратиться в пар ввиду достижения гиперболической скорости относительно ядра галактики. В этом случае его уничтожат весьма интересные физические эффекты (эта фраза используется физиками дабы избежать многостраничных описаний этих самых эффектов и формул, которые как правило никому не интересны).
3. хотя сложно сравнивать ценность килограмма золота на Земле XX—XXI веков и килограмма «звездятины» у цивилизации, мотающейся по Галактике; едва ли какая-то валюта или любая другая материальная ценность сохранит хотя бы некое подобие масштаба за эти века.
4. наша система отнюдь не редкость, хотя в галактике ещё и не такие чудеса бывают — например одна звезда очень известна тем, что все её планеты вращаются по совершенно безумным орбитам — через систему прошло что-то очень тяжелое и посбивало их к чёртовой матери. Но у большинства пригодных к обитанию звезд планет всего единица-пара-тройка, причем пригодных для земной жизни практически вообще нет. Условно-пригодные — есть, если кому-то по вкусу удвоенная гравитация/океаны непойми-чего/агрессивная местная биота/сутки длиной в месяцы/высокотоксичная атмосфера/отсутствие твердой поверхности при наличии жидкой/нужное вписать

Современное и будущее состояние галактик

Ученые считают, что составить общий потрет Вселенной невозможно. Мы располагаем визуальными и математическими данными о космосе, который находится в пределах нашего понимания. Реальные масштабы Вселенной представить невозможно. То, что мы видим в телескоп, является светом звезд, который идет к нам уже миллиарды лет. Возможно, реальная картина на сегодняшний день уже совершенно иная. Самые красивые галактики во Вселенной в результате космических катаклизмов уже могли превратиться в пустые и безобразные облака космической пыли и темной материи.

Нельзя исключать, что в далеком будущем, наша галактика столкнется с более крупной соседкой по Вселенной или проглотит карликовую галактику, существующую по соседству. Каковы будут последствия таких вселенских изменений, остается только гадать. Несмотря на то, что сближение галактик происходит со световой скоростью, земляне вряд ли станут свидетелями вселенской катастрофы. Математики подсчитали, что до рокового столкновения осталось чуть более трех миллиардов земных лет. Будет ли в то время существовать жизнь на нашей планете — вопрос.

Звездное небо в мае 2020 года: направление на запад

В первой половине месяца вечернее небо представляет собой коктейль из зимних, весенних и отчасти летних созвездий. Остатки зимних созвездий клонятся к горизонту далеко на западе.

Весь май на этом участке можно увидеть очень яркую звезду

Она хорошо видна уже в ранних сумерках, а когда более или менее темнеет, буквально притягивает к себе внимание! Это планета Венера. Спутать ее с какой-либо звездой невозможно: во-первых, планета намного ярче любой из настоящих звезд, а во-вторых, светит ровно, не мерцая

С течением месяца продолжительность видимости Венеры уменьшается. К концу мая Венера будет заходить вскоре после захода Солнца.

Венера на вечернем небе 17 мая 2020 года. Направление — северо-запад. Рисунок: Stellarium

Обратите внимание: в следующем, 2021 году, Венеры на этом участке неба в мае уже не будет. Вновь появится планета здесь только в 2023 году

Еще через пару лет здесь же можно будет наблюдать Юпитер. А в мае 2026 года обе ярчайшие планеты будут находиться на этом участке неба вместе!

Созвездия Возничего и Близнецов

Ближайшая яркая звезда к Венере находится выше и чуть-чуть правее планеты. Это Капелла, альфа созвездия Возничего. Капелла — шестая по яркости звезда ночного неба и третья по яркости звезда северного полушария небесной сферы. При желании вы можете сравнить блеск Капеллы и Венеры. Надо сказать, звезда откровенно меркнет на фоне ослепительной планеты!

Созвездие Возничего, которое возглавляет Капелла, считается зимним. Главный его рисунок — неправильный пятиугольник, составленный из пяти различных по яркости звезд, включая Капеллу, — заметен и на городском небе.

Созвездие Возничего в мае 2020 года. Рисунок: Stellarium

Три звездочки пониже Капеллы — эта, дзета и эпсилон Возничего — образуют вместе астеризм «Козочки». Интересно, что две звезды ζ и ε Возничего представляют собой замечательнейшие затменно-переменные звезды. Особенно интересна звезда ε Возничего, состоящая из звезды-сверхгиганта класса F0 и невидимого спутника. Каждые 27 лет спутник частично затмевает главную звезду (вернее, пылевой диск вокруг спутника), в результате чего блеск ее падает почти в 2,5 раза! Это затемнение длится почти два года, после чего звезда возвращается к начальной яркости.

Другое зимнее созвездие, которое можно наблюдать по вечерам в мае, — Близнецы. Две ярчайшие звезды Близнецов, Кастор и Поллукс, находятся по вечерам почти параллельно горизонту примерно на одной высоте с Капеллой.

С наступлением глубоких сумерек на западе заходит созвездие Малого Пса и его ярчайшая звезда Процион.

Созвездия Возничего, Близнецов и Малого Пса на вечернем небе в мае 2020 года. Рисунок: Stellarium

Капелла, Поллукс из созвездия Близнецов и Процион являются частью гигантской фигуры под названием Зимний шестиугольник, царившей на вечернем небе с декабря по март. Этот астеризм охватывал все яркие светила зимы за исключением Бетельгейзе.

В июне от великолепия зимних созвездий останется только Возничий. На широтах Москвы, Минска, Петербурга Капелла является незаходящей звездой. В летние месяцы она находится низко над горизонтом на севере. В это время Капелла часто сильно мерцает и переливается разными цветами.

Наблюдения за этим светилом поможет понять, какую роль играет темная материя в формировании гравитационных линз и приблизиться к открытию так называемых примордиальных черных дыр.

«Нам впервые удалось увидеть обычную звезду – не сверхновую, не гамма-вспышку, а самое заурядное светило, удаленное от нас на девять миллиардов световых лет. Как нам кажется, другие подобные наложения «космических линз» помогут нам увидеть самые ранние звезды Вселенной. Само мироздание подарило нам самый большой телескоп, какой только может существовать», – заявил Алексей Филиппенко из университета Калифорнии в Беркли.

Любое скопление материи большой массы, в том числе и темной, взаимодействует со светом и заставляет его лучи искривляться, как это делают обычные оптические линзы. Такой эффект ученые называют гравитационным линзированием. В некоторых случаях искривление пространства помогает астрономам увидеть сверхдалекие объекты – первые галактики Вселенной и их ядра-квазары – которые были бы недоступны для наблюдения с Земли без гравитационного «увеличения».

Если два квазара, галактики или других объекта расположены друг за другом для наблюдателей на Земле, возникает интересная вещь – свет более далекого объекта расщепится при прохождении через гравитационную линзу первого. Из-за этого мы увидим не два, а пять ярких точек, четыре из которых будут световыми «копиями» более далекого объекта. Вдобавок, подобные «линзы Эйнштейна» часто накладываются друг на друга, что усиливает свет еще более далеких объектов.

Филиппенко и его коллеги, в том числе нобелевский лауреат Адам Рисс, впервые смогли получить детальные снимки звезды, существовавшей в одной из первых галактик Вселенной, наблюдая за скоплением галактик MACS J1149, расположенном в созвездии Льва на расстоянии в пять миллиардов световых лет от Земли.

Это скопление, как выяснили ученые в 2014 году, закрывает собой еще одно крупное «семейство» галактик, следы которого можно увидеть в виде яркого кольца света, окружающего MACS J1149. Анализируя его структуру по снимкам, полученным Hubble в 2016 и 2017 годах, Филиппенко и его коллеги заметили необычный объект, который выбивался из общего ряда галактик.

Проанализировав его спектр и измерив размеры, ученые обнаружили, что имеют дело не со вспышкой сверхновой или гамма-всплеском, а с нормальной звездой, которая относится к числу голубых сверхгигантов. Она находится на окраинах галактики, удаленной от Земли примерно на 9 млрд световых лет, на противоположном краю которой относительно недавно взорвалась сверхновая, SN Refsdal, чей свет также был многократно усилен «линзой» MACS J1149.

В прошлом, эта звезда, получившая кличку Икар и имя MACS J1149 LS1, оставалась невидимой для Хаббла или любых других телескопов. Она стала заметной только после того, как ее положение в галактике сместилось, и ее свет начал проходить через окрестности другой звезды, небольшого карлика размером с Солнце, на пути к скоплению MACS J1149. Это усилило ее свечение в 600 раз и позволило астрономам открыть ее.

В ближайшем будущем, как ожидают Филиппенко и его коллеги, MACS J1149 LS1 станет еще ярче из-за дальнейших сдвигов в положении звезд в ее родной галактике. Наблюдения за этим светилом, как надеются ученые, помогут им понять, какую роль играет темная материя в формировании подобных гравитационных линз и приблизиться к открытию так называемых примордиальных черных дыр.

Ранее сообщалось, что телескоп Hubble нашел самую удаленную из всех обнаруженных галактик. Она находится на таком расстоянии от Земли, что тусклый свет ее звезд достигает нас через 13,4 млрд световых лет.

Холодные гиганты

Image caption

Телескоп «Хаббл» был доставлен на орбиту шаттлом «Дискавери» 24 апреля 1990 года

«Это вершина достижений «Хаббла» в области изучения галактик за всю историю космоса», — утверждает глава научной группы, астроном Йельского университета Паскаль Ош.

«Хаббл», уже 26 лет находящийся в космосе, вновь доказал, что он особенный телескоп. Когда он только был запущен, мы изучали галактики, возраст которых лишь перевалил за половину всей космической истории, а сейчас мы вернулись на 97% времени назад. Это величайшее достижение», — заявил астроном в интервью Би-би-си.

Тем не менее специалисты полагают, что ветеран космических исследований уже приблизился к грани своих технических возможностей, и заглянуть в самые дальние уголки космоса предстоит уже преемнику «Хаббла».

Такой телескоп, «Джеймс Уэбб», уже находится в процессе постройки и должен быть готов к 2018 году.

Он будет настроен на инфракрасное электромагнитное излучение — именно в этом спектре теоретически еще можно различить свет самых первых звезд во Вселенной.

А они, скорее всего, находятся на 200 млн световых лет дальше, чем GN-z11.

Ученым очень интересно исследовать эти первые звезды и условия, при которых они были рождены.

Скорее всего, это были холодные гиганты, образовавшиеся из холодных инертных газов, преобладавших тогда в космосе.

Эти исполины жили яркой, но сравнительно короткой жизнью, и дали первые тяжелые элементы.

Они также должны были «поджарить» инертные газы вокруг себя, забирая электроны у атомов, что привело к образованию рассеянной плазмы, которая и по сей день встречается в ближайшем межзвездном пространстве.

Самая удаленная звезда, видимая невооруженным глазом

При современных условиях наблюдения за небом самая отдаленная звезда, которую можно увидеть без каких-либо больших трудностей, – это Денеб. Она находится в созвездии Лебедя. Расстояние до нее около 1550 световых лет. Это по одной методике. По другой – 3000 световых лет. Но, несмотря на трудности с точным определением расстояния до этой звезды, это все равно однозначно самая удаленная звезда, которую мы можем видеть. Денеб также входит в двадцатку самых ярких видимых звезд.

Считается, что в условиях идеального темного неба человеческий глаз может видеть объекты, имеющие значение звездной величины до +6. (Чем меньше это число, тем ярче объект. Солнце имеет звездную величину -26, полная Луна -12, Денеб – + 1,25 ). На вершине этой границы есть несколько звезд, которые, по разным оценкам, находятся дальше, чем Денеб. Например, μ Cephei, обнаруженная Гершелем, имеет звездную величину +4. И, по разным оценкам, находится на расстоянии 4300-9300 световых лет от нас. Но эту звезду, в отличие от Денеба, трудно разглядеть без телескопа даже в идеальных условиях.

Некоторые астрономы утверждают, что еще дальше, чем μ Cephei, находится переменная звезда V762 Cas. Ее можно увидеть в созвездии Кассиопеи. Она имеет величину 5,8, что в теории позволяет разглядеть ее без помощи специальных приборов. Но опять же только при идеальных условиях наблюдения. Считается, что расстояние до этой звезды составляет 16 000 световых лет. Однако расчеты носят весьма приблизительный характер. И основаны на устаревших данных. В каталоге Hipparcos 2007 говорится, что годовой параллакс этой звезды составляет 1,18 миллисекунды (с неопределенностью 0,45 миллисекунды). Это эквивалентно расстоянию 2760 световых лет (но из-за большой неопределенности оно может составлять от 2000 до 4465 световых лет). Миссия ESA Gaea, вероятно, в конечном итоге даст точное значение расстояния до V762 Cas.

Галактики при близком осмотре

Все галактики относятся к определенным группам, которые в современной науке принято называть кластерами. Млечный Путь входит в один из таких кластеров, в котором присутствуют еще до 40 более-менее известных галактик. Сам кластер же является частью сверхскопления, более крупной группы галактик. Земля, вместе с Солнцем и Млечным Путем входит в сверхскопление Девы. Таков наш фактический космический адрес. Вместе с нашей галактикой в скоплении Девы существуют более двух тысяч других галактик, эллиптических, спиральных и неправильных.

Карта Вселенной, на которую сегодня ориентируются астрономы, дает представление о том, как выглядит Вселенная, каковая ее форма и структура. Все скопления собираются вокруг пустот или пузырей темной материи. Допускается мысль, что темная материя и пузыри также заполнены какими-то объектами. Возможно это антивещество, которое в противоположность законами физики, образует аналогичные структуры в другой системе координат.